水下電火花聲源裝置中充放電回路系統(tǒng)的設計.pdf

1、高壓強流脈沖放電技術就其實質而言,就是能量的壓縮.通過電容或者電感儲能的方式,在極短的時間內使能量經過放電回路在脈沖功率負載上釋放,從而產生脈沖功率,這個脈沖功率一般大于106W.當高壓強流脈沖放電在水下發(fā)生時,會在水中產生強烈的爆炸效應,由此形成的極強的沖擊壓力波向外傳播時就形成聲脈沖.這就是水下放電產生聲波的基本過程.為了對隱形潛艇之類特殊的水下目標進行探測,需要有聲波頻率在(1-4)KHz、壓力脈沖峰值(距聲源1m處)大于1MPa

2、的水下聲源,經過廣泛的調研和深入的研究,這種聲源可利用水下強流脈沖放電來產生.該論文涉及的就是這種水下電火花聲源裝置的研制工作.研制水下電火花聲源裝置,最重要的兩大部分就是進行充電回路系統(tǒng)和主放電回路系統(tǒng)的設計.一般的充電回路采用的充電方式有兩種:恒壓充電和恒流充電.相比較而言,恒流充電具有較高的充電效率,所以在高壓強流脈沖放電技術當中一般都采用恒流充電方式.由于本裝置要求在2~4秒內充放電一次,這就要求充電效率非常高,所以充電回路系統(tǒng)

3、采用的是三相L-C諧振恒流充電,諧振回路的輸出通過升壓變壓器、硅整流裝置給電容器組實現(xiàn)快速充電.充電回路當中主要部件參數(shù)的選取也是回路設計當中非常重要的部分,通過進行回路數(shù)值分析,結合整體裝置的參數(shù)要求,選取了充電回路部件.主放電回路當中,由于要求放電電壓最高可達45KV,水下聲源脈沖壓力峰值大于1MPa,依此參數(shù)要求,主放電回路的設計方案是采用兩組電容器組,并聯(lián)兩組火花放電開關,通過兩組傳輸電纜連至水下放電間隙進行放電.主放電回路對回

4、路電感有很高的要求,所以在回路主要部件的參數(shù)選取及結構設計當中考慮了這一因素;同時,基于回路部件之間的電氣連接、部件的保護等方面的考慮,針對不同回路部件的設計均提出了相應的解決方案.依據(jù)設計方案進行的試驗室試驗以及前期海上實地測試均表明了該設計方案的可行性,參數(shù)選取的合理性以及電氣連接結構的正確性,基本實現(xiàn)了整體裝置的性能參數(shù)要求,不過在一些細節(jié)部分如測控部分、整體裝置保護等方面還需要進一步的調整和完善.利用高壓強流脈沖水下放電技術產生